SU1005043A1 - Генератор потока случайных событий - Google Patents

Description

Изобретение относится к вычислению и счету и может быть использовано при исследовании различных систем подвергающихся воздействию потоков случайных событий, в частности систем массового обслуживания» Известно устройство для моделирования случайных потоков импульсов с различными законами распределения, позволяющих получить как непрерывные, так и дискретные функции распределения вероятностей С1}.

Это устройство в основном имеет простую техническую реализацию, однако оно не позволяет моделировать с его помощью события, составляющие полную группу событий.

Наиболее близким к изобретению является генератор потока случайных событий, позволяющий моделировать полную группу событий и содержащий генератор случайного потока импульсов подключенный выхрдом к входу триггера и к управляющему входу генератора кусочно-линейного напряжения, выход которого соединен с информационным входом элемента ЗАПРЕТ, управляющий вход элемента· ЗАПРЕТ соединен с выходом триггера и с ус2 тановочным входом элемента задержки выход элемента ЗАПРЕТ соединен с информационным входом элемента за-’ _ держки, блок установки вероятностей ³ и блок индикации, подключенный входом к выходу элемента задержки, а блок установки вероятностей соединен с управляющим входом генератора IQ кусочно-линейного напряжения £2 Недостаток этого устройства заключается в том, что элемент ЗАПРЁТ должен закрыться, если на выходе триггера (счетчика) появляются«два и более импульсов. Но в блок-схеме 15 нет устройства, которое решало бы задачу обнаружения количества импульсов , сосчитанных триггером и выдавало бы управляющие сигналы по заданным условиям. Кроме тогоув описании прототипа не указано, как настраивается и как выполнен блок установки вероятностей, который является определяющим, элементом предлагаемого устройства. Для точной работы 25 этого устройства необходим блок индикации С высокой разрешающей способностью по напряжению, снижение разрешающей способности блока индикаций приводит к тому, что мо30 делируемые значения вероятностей значительно отличаются от задаваемых . Этот недостаток особенно проявляется в случае задания вероятностей, значительно отличающихся друг от друга.

Цель изобретения - повышение точности моделирования задаваемых вероятностей и упрощение технической реализации генератора потока случайных событий, образующих полную группу.

Для достижения поставленной цели, в генератор потока случайных событий , содержащий генератор случайных импульсов, триггер, блок регистра- J5 ции, введены два элемента И, генератор тактовых импульсов, счетчик, дешифратор, наборное поле и группа элементов И, выходы которых соединены с соответствующими входами блока jq регистрации, а первые входы элементов И группы подключены к единичному выходу триггера, нулевой выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И, вто- ~~ рые входы' которых подключены соответственно к выходам генератора случайных импульсов и генератора тактовых импульсов, а выходы первого и второго элементов Д подключены соответственно к счетным входам- тригге- 30 рай счетчика, установочные входы которых подключены к входу Установка генератора, разрядные выходы счетчика соединены с соответствующими разрядными входами дешифратора^ 35 выходы которого соединены с соответствующими входами наборного поля, выходы которого соединены с вторыми входами соответствующих элементов И группы. 40

На фиг. 1 приведена функциональная схема генератора,* на фиг. 2 диаграмма его работы.

Генератор содержит генератор 1 случайных импульсов, первый элемент .45 И 2, триггер 3, второй элемент И 4, группу 5 элементов И, генератор 6 тактовых импульсов, счетчик 7, дешифратор 8, наборное поле 9 и блок 10 регистрации. -Генератор потока случайных событий работает следующим образом.

Перед началом работы импульсом,. подаваемым на вход триггера 3 Установка нуля и на управляющий вход счетчика 7, схема приводится в исход-” ное положение. Положительный сигнал, с нулевого выхода триггера 3 разре шает прохождение сигналов через элеъ менты И 2 и 4. Сигнал с единичного выхода триггера' 3 запрещает прохож- 60 дение сигналов на вход блока 10 регистрации.

Импульсы с выхода генератора б тактовых импульсов через открытый элемент И 4 поступают на вход счет- 65 чика 7. На выходе счетчика с частотой поступления импульсов с генератора 6 происходит смена двоичных кодов чисел.

Частота генератора 6 подбирается таким образом, чтобы период счета счетчика 7 был значительно меньше математического ожидания периода повторения импульсов генератора 1 случайных импульсов.

При поступлении импульса с генератора 1 случайных импульсов через элемент Й 2 на вход триггера 3 про исходит изменение состояния триггера. Низкий уровень напряжения с нуле· вого выхода триггера 3 запрещает прохождение импульсов с генератора б на вход .счетчика 7 и последующих импульсов с генератора 1 на вход триггера 3. Высокий уровень единичного выхода триггера 3 разрешает прохождение сигнала с выхода наборного поля 9 на вход блока 10 регистрации.

В дешифраторе 8, происходит дешифрация кода числа, зафиксированного на счетчике 7, в результате чего на одном из выходов дешифратора появляется сигнал. Вероятность появления сигнала на i-м выходе дешиф ратора

г где

- количество разрядов сЧётчика.

Сигнал с выхода дешифратора 8 поступает на один из входов наборного поля. Коммутация выходов дешифратора производится предварительно перед включением схемы таким образом, чтобы вероятности появления событий на выходах коммутатора соответствовали заданному 'вектору вероятностей моделируемой полной группы событий. Для получения заданной вероятности появления сигнала на k-м выходе коммутатора (Р_к) необходимо объединить N выходов дешифратора (фиг. 2). N определяется из соотношения Мг-—

Pi

Точность установки вероятности Р_к возрастает с увеличением разрядности- счетчика 7 и соответственно количества выходов дешифратора 8.

Таким образом, в результате появления одного импульса на выходе генератора 1 случайных импульсов на одном из выходов коммутатора с заданной вероятностью формируется сигнал, который через открытые элементы И поступает на вход блока 10. В блоке 10 происходит фиксация U-ro события из полной группы событий.

Так как в дешифраторе происходит дешифрация всех состояний счетчика, любой из выходов дешифратора ком мутируется на один из выходов поля 9, следовательно, m Σ“ρ_κ-ι.

Таким образом, данный генератор .„ 5 позволяет моделировать полную группу случайных событий и отличается простотой технической реализации, повышением точности моделирования, устойчивостью работы схемы, простотой 10 эксплуатации и возможностью использования для его реализации современной базы - интегральных схем.

Экономический эффект от внедрения предлагаемого изобретения в народ- 15 ном хозяйстве будет проявляться за счет использования стандартных элементов , выпускаемых отечественной промышленностью. Кроме того, будут сокращены затраты времени на регу- -л лировку устройства и устранения сбоев* связанных с меньшей надежностью и неустойчивостью работы аналоговых схем. Экономический эффект будет достигнут за счет снижения требований к квалификации обслуживающего персонала при переходе на цифровую обработку.

Claims (2)

1. значительно отличаютс  от задаваемых . Этот недостаток особенно про вл етс  в случае задани  веро тнос тей, значительно отличающихс  друг от друга. Цель изобретени  - повышение точ ности моделировани  задаваемых веро  тностей и упрощение технической реализации генератора потока случай ных событий, образующих полную группу.. Дл  достижени  поставленной цели в генератор потока случайных событий , содержащий генератор случайных импульсов, триггер, блок регистрации , введены два элемента И, генер тор тактовых импульсов, счетчик, дешифратор, наборное поле и группа элементов И, выходы которых соедине с соответствующими входами блока регистрации, а первые входы элементов И группы подключены к еди.ичному выходу триггера, нулевой выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И, вторые входы которых подключены соответственно к выходам генератора слу чайных импуль,сов и генератора такто вых импульсов, а выходы первого и второго элементов М подключены соот ветственно к счетным входам- триггера и счетчика, установочные входы которых подключены к входу Установ ка генератора, разр дные выходы счетчика соединены с соответствующими разр дными входами дешифратора выходы которого соединены с соответствующими входами наборного пол  выходы которого соединены с вторыми входами соответствующих элементов И группы. На фиг. 1 приведена функциональна  схема генератора, на фиг. 2 диаграмма его работы. Генератор содержит генератор 1 случайных импульсов, первый элемент И 2, триггер 3, второй элемент И 4, группу 5 элементов И, генератор 6 тактовых импульсов, счетчик 7, дешифратор 8, наборное поле 9 и блок 10 регистрации. Генератор потока случайных событий работает следующим образом. Перед началом работы импульсом,. подаваемым на вход триггера 3 Уста новка нул  и на управл ющий вход счетчика 7, схема приводитс  в исхо ное положение. Положительный сигнал с нулевого выхода триггера 3 разрешает прохождение сигналов через эле менты И 2 и 4. Сигнал с единичного выхода триггера 3 запрещает прохождение сигналов на вход блока 10 регистрации . Импул сы с выхода генератора 6 тактовых импульсов через открытый элемент И 4 поступают на вход счетчика 7. На выходе счетчика с частотой поступлени  импульсов с генератора 6 происходит смена двоичных кодов чисел. Частота генератора 6 подбираетс  таким образом, чтобы период счета счетчика 7 был значительно меньше математического ожидани  периода повторени  импульсов генератора 1 случайных импульсов. При поступлении импульса с генератора 1 случайных импульсов через элемент И 2 на вход триггера 3 про исходит изменение состо ни  триггера . Низкий уровень напр жени  с нулевого выхода триггера 3 запрещает прохождение импульсов с генератора 6 на вход .счетчика 7 и последующих импульсов с генератора 1 на вход триггера 3. Высокий уровень единичного выхода триггера 3 разрешает прохождение сигнала с выхода наборного пол  9 на вход блока 10 регистрации, В дешифраторе 8, происходит дешифраци  кода числа, зафиксированного на счетчике 7, в результате чего на одном из выходов дешифратора по вл етс  сигнал. Веро тность по влени  сигнала на i-м выходе дешифратора Р :--, где п - количество , разр дов счётчика. Сигнал с выхода дешифратора 8 поступает на один из входов наборного пол . Коммутаци  выходов дешифратора производитс  предварительно перед включением схемы таким образом , чтобы веро тности по влени  событий на выходах коммутатора соответствовали заданному вектору веро тностей моделируемой полной группы событий. Дл  получени  заданной веро тности по влени  сигнала на k-M выходе коммутатора (Рц) необходимо объединить N выходов дешифратора фиг. 2. N определ етс  из соотношени  Nz-1.. Точность установки веро тности % возрастает с увеличением разр дHociH счетчика 7 и соответственно количества выходов дешифратора 8, Таким образом, в результате по влени  одного импульса на выходе генератора 1 случайных импульсов на одном из выходов коммутатора с заданной веро тностью формируетс  сигнал, который через открытые эле- . менты И поступает на вход блока 10. В блоке 10 происходит фиксаци  К-го событи  из полной группы событий. Так как в дешифраторе происходит дешифраци  всех состо ний счетчика, любой из выходов дешифратора коммутируетс  на один из выходов пол  9, следовательно, m . Таким образом, данный генератор позвол ет моделировать полную групп случайных событий и отличаетс  прос тотой технической реализации, повышением точности моделировани , усто чивостью работы схемы, простотой эксплуатации и возможностью использовани  дл  его реализации современ ной базы - интегральных схем. Экономический эффект от внедрени предлагаемого изобретени  в народнс 1 хоз йстве будет про вл тьс  за счет использовани  стандартных элементов , выпускаемых отечественной проналшленностью. Кроме того, будут сокращены затраты времени на регулировку устройства и устранени  сбо св занных с меньшей надежностью и неустойчивостью работы аналоговых схем. Экономический эффект будет достигнут за счет снижени  требоваНИИ к квалификации обслуживающего персонала при переходе на цифровую обработку. Формула изобретени  Генератор потока случайных событий , содержащий генератор случайных импульсов, триггер, блок регистрации , отличающийс  тем что, с целью повышени  точности генератора , он содержит два элемента И, генератор тактовых импульсов, счетчик. Дешифратор, наборное поле и группу элементов и, выходы которых соединены с соответствующими вхо дами блока регистрации, а первые входы элементов И группы подключены к единичному выходу триггера, нулевой выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И, вторые входа . подключены соответственно к выходам генератора случайных импульсов и генератора тактовых импульсов, а выходы первого и второго элементов И подключены соответственно к счетным входам триггера и счетчика, установочные входы которых подключены к входу Установка генератора, разр дные выходы счетчика соединены с соответствующими разр дными входами дешифратора, выходы которого соединены с соответствующими входами наборного пол , выходы которого соединены с вторыми входамм соответствующих элементов И группы. источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 504196, кл. G 06 F 7/58, 1976.
2. 2.Авторское свидетельство СССР 501403, кл. 6 06 F 7/58, 1976 (прототип).